CN212568974U - 变频器测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施方式提供一种变频器测试系统，包括：驱动电机和负载电机，驱动电机与负载电机以电机对拖的方式进行连接；驱动电机用于连接第一变频器，第一变频器作为测试变频器；第二变频器，作为负载变频器连接负载电机；处理模块，连接第二变频器，用于获取环境信息，并基于环境信息调整第二变频器为负载电机提供的工作状态，还用于连接第一变频器，获取第一变频器的工作参数。将对拖电机中的负载电机模拟实际应用场景下的负载，使得对变频器的测试模拟实际应用场景，获取的结果更加准确，具有说服力。

Description

变频器测试系统

技术领域

本实用新型涉及应用变频技术领域，特别涉及一种变频器测试系统。

背景技术

变频器(Variable-frequency Drive，VFD)是一种通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备，变频器的性能变化对交流电机的影响很大，因此对变频器的性能测试至关重要。

然而，发明人发现目前对于变频器的测试，都是采用固定负载，具有一定的局限性。固定负载与实际应用场景下变化的负载差距较大，使得对变频器测试的结果精确度不高。

实用新型内容

本实用新型实施方式提供一种变频器测试系统，在对变频器进行测试的过程中，将对拖电机中的负载电机用于模拟实际应用场景下的负载，使得对变频器的测试模拟实际应用场景，获取的变频器测试结果更加准确，具有说服力。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种变频器测试系统，包括：驱动电机和负载电机，驱动电机与负载电机以电机对拖的方式进行连接；驱动电机用于连接第一变频器，第一变频器作为测试变频器；第二变频器，作为负载变频器连接负载电机；处理模块，连接第二变频器，用于获取环境信息，并基于环境信息调整第二变频器为负载电机提供的工作状态，还用于连接第一变频器，获取第一变频器的工作参数。

相对于现有技术而言，本实用新型实施方式提供了一种新的变频器测试系统，通过获取环境信息并控制第二变频器的工作状态，间接控制负载电机用于模拟现场负载，与负载电机以电机对拖的方式相连的驱动电机，在现场负载的环境下对被测变频器完成性能测试，在对变频器进行测试的过程中，通过对拖电机中的负载电机模拟实际应用场景下的负载，使得对变频器的测试过程模拟实际应用场景，获取的变频器测试结果更加准确，且具有说服力。

另外，处理模块包括：采集单元，用于获取环境信息，并基于环境信息生成控制信号；采集单元还连接第一变频器，用于获取第一变频器的工作参数；控制单元，连接采集单元和第二变频器，用于基于控制信号调整第二变频器为负载电机提供的工作状态。

另外，控制单元或处理模块集成在第二变频器中；或，变频器测试系统还包括控制装置，控制单元或处理模块集成在控制装置中。

另外，采集单元包括：交互子单元，连接第一变频器，用于获取第一变频器的工作参数；信号子单元，连接控制单元，用于获取环境信息，并基于环境信息生成控制信号。

另外，采集单元连接第二变频器，用于获取第二变频器的工作参数；或，交互子单元连接第二变频器，用于获取第二变频器的工作参数。通过采集单元或交互子单元获取第二变频器的工作参数，可以随时获取第二变频器的工作状态，从而获知用于模拟现场负载的负载电机的工作情况。

另外，交互子单元连接控制单元，用于人工控制控制单元，调整第二变频器为负载电机提供的工作状态。

另外，交互子单元还用于为第一变频器和第二变频器发送启停指令和配置参数。

另外，第二变频器为四象限变频器。通过四象限变频器作为第二变频器，能提高节电效果，减少制动过程的能量损耗，将减速能量回收反馈到电网，达到节能、环保的功效。

附图说明

一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施方式的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型第一实施方式涉及的变频器测试系统的装置示意图；

图2为本实用新型第一实施方式涉及的处理模块的具体实施示意图；

图3为本实用新型第二实施方式涉及的变频器测试系统的装置示意图；

图4为本实用新型第三实施方式涉及的变频器测试方法的流程示意图。

具体实施方式

目前对于变频器的测试，都是采用固定负载，具有一定的局限性。

为解决上述问题，本实用新型第一实施方式提供了一种变频器测试系统，包括：驱动电机和负载电机，驱动电机与负载电机以电机对拖的方式进行连接；驱动电机用于连接第一变频器，第一变频器作为测试变频器；第二变频器，作为负载变频器连接负载电机；处理模块，连接第二变频器，用于获取环境信息，并基于环境信息调整第二变频器为负载电机提供的工作状态，还用于连接第一变频器，获取第一变频器的工作参数。

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施方式的划分是为了描述方便，不应对本实用新型的具体实现方式构成任何限定，各个实施方式在不矛盾的前提下可以相互结合，相互引用。

下面对本实施方式中变频器测试系统100的实现细节进行具体说明，参考图1，变频器测试系统100，包括：

驱动电机和负载电机，在本实施方式中，第一电机101作为驱动电机，第二电机102作为负载电机，第一电机101的第二电机102，第一电机101与第二电机102以电机对拖的方式进行连接。

具体地，第一电机101与第二电机102以同轴相连的方式进行连接，用于将第一变频器111和第二变频器112输送的电能转化为机械能。

第一电机101连接第一变频器111，第一变频器111作为测试变频器。第一变频器111通过改变输入到第一电机101工作电源频率方式，控制第一电机101 的转动。

第二变频器112，作为负载变频器连接第二电机102。第二变频器112通过改变输入到第二电机102工作电源频率方式，控制第二电机101的转动。

具体地，在本实施方式中，第二变频器112为四象限变频器，通过四象限变频器实现在某些场合下，第二电机102需要反向旋转，或第二电机102的转矩方向发生变化的情况。同时，采用四象限变频器作为第二变频器，能提高节电效果，减少制动过程的能量损耗，将减速能量回收反馈到电网，达到节能、环保的功效。

处理模块103，连接第二变频器112，处理模块103用于获取环境信息，并基于环境信息调整第二变频器112为第二电机102提供的工作状态，以使第二电机102模拟现场负载。

具体地，处理模块103用于使第二电机102模拟现场负载，处理模块103 获取环境信息，所述环境信息包括第一电机101或第二电机102的转速、转矩、压力、输出功率或流量等信息。根据环境信息确定第二电机102所需的工作参数，然后控制第二变频器112调整第二电机102的工作状态，从而实现使第二电机102模拟现场负载。

处理模块103还用于连接第一变频器111，获取第一变频器111的工作参数，用于完成对第一变频器111的性能测试。

在本实施方式中，处理模块103通过与第一变频器111直接相连，从而获取第一变频器111的工作参数；在其他实施方式中，处理模块可以通过传感器获取第一变频器的工作参数。

具体地，若应用于模拟风机、水泵等负载；根据风机或水泵的负载特征，第二变频器112需要输出的反向转矩与第二电机的转速成正比。

此时，第二电机102以速度模式运行，处理模块103通过编码器获取第二电机102的转速，处理模块103通过预设最大输出转矩限值、输出力矩限值、转速转化比例系数以及工作制控制第二变频器112输出零速，通过输出力矩限值控制第二电机102模拟负载。

或者，处理模块103通过无速度传感器矢量控制获取第二电机102的转速，处理模块103通过预设最大转矩、转矩与转速转化比例系数以及工作制控制第二电机102模拟负载。

具体地，若应用于模拟起重机、电梯等位能型负载。处理模块103通过无速度传感器矢量控制获取第二电机102的转速，并根据实际测试获取的第二电机102的实时速度、目标速度、负载、加速度等数据，整理成数据表，存放于处理模块103中，处理模块103实时从表格里拟合出的实时转矩，第二变频器 112通过控制第二电机102以实时转矩进行运作，从而模拟现场负载。

下面对本实施方式中处理模块103的具体实现细节进行详细描述，需要说明的是，在其他实施方式中，仅以处理模块103便可实现以下功能，对处理模块103的具体描述并不构成对本方案的限定。

参考图2，处理模块103包括：采集单元104和控制单元105。

采集单元104用于获取环境信息，并基于环境信息生成控制信号。

采集单元104还用于连接第一变频器111，获取第一变频器111的工作参数。

具体地，在本实施方式中，采集单元104通过与第一变频器111直接相连，从而获取第一变频器111的工作参数；在其他实施方式中，采集单元可以通过传感器获取第一变频器的相关工作参数。

采集单元104还连接第二变频器112，用于获取第二变频器112的工作参数，获取第二变频器112的工作参数可以随时第二变频器112的工作状态，从而获知用于模拟现场负载的第二电机102的工作状态。

控制单元105，连接采集单元104和第二变频器112，用于基于控制信号调整第二变频器112为第二电机102提供的工作状态，以使第二电机102模拟现场负载。控制单元105可以采用以下两种控制方式间接控制第二电机102的工作状态。

方式一：控制单元105解析控制信号获取现场测试数据，控制单元105中预先设置有特征数据表，将解析获取的现场测试数据，通过查表拟合的方式，输出一个负载转矩，并将输出的负载转矩转化成第二变频器112将为第二电机 102提供的电能信号，即输出一个控制指令，基于控制指令调整第二电机102提供的工作状态，使第二电机102以生成的负载转矩运行，从而模拟现场负载。

方式二：控制信号包括电机转速信号、模拟量信号或数字量信号。控制单元105中预设有预设负载模型，预设负载模型包括：风机负载模型、水泵负载模型或起重机、电梯等位能型负载模型。控制单元105将接受到的控制信号输入到预设负载模型中，预设负载模型输出一个负载转矩，并将输出的负载转矩转化成第二变频器112将为第二电机102提供的电能信号，即输出一个控制指令，基于控制指令调整第二电机102提供的工作状态，使第二电机102在以负载转矩运行，从而模拟现场负载。

需要说明的是，控制单元105还可以根据各类工作制的要求进行模拟，使第二电机102模拟出各类工作制。即本实用新型实施方式，可以使第二电机102 模拟出各类现场应用场景或各类工作制。

需要说明的是，采集单元104或处理模块103可以集成在第二变频器112 中，或者，变频器测试系统100还包括控制装置，采集单元104或控制单元103 集成在控制装置中。

相对于现有技术而言，本实用新型实施方式提供了一种新的变频器测试系统，通过获取环境信息并控制第二变频器的工作状态，间接控制负载电机用于模拟现场负载，与负载电机以电机对拖的方式相连的驱动电机，在现场负载的环境下对被测变频器完成性能测试，在对变频器进行测试的过程中，通过对拖电机中的负载电机模拟实际应用场景下的负载，使得对变频器的测试过程模拟实际应用场景，获取的变频器测试结果更加准确，且具有说服力。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各单元均为逻辑单元，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本实用新型的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本实用新型所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本实用新型第二实施方式涉及一种变频器测试系统，本实施方式与第一实施方式大致相同，不同之处在于：本实施方式方式为采集单元的一种具体实施方式。

以下将结合附图对本实施方式提供的变频器测试系统200进行详细说明，与第一实施方式相同或相应的部分，以下将不做详细赘述。

参考图3，变频器测试系统200包括：

第一电机101和第二电机102；其中，第一电机101作为驱动电机，第二电机102作为负载电机，

第二变频器112，以及处理模块103，其中，处理模块103包括采集单元104 和控制单元105。

在本实施方式中，采集单元104包括：交互子单元201和信号子单元202。

交互子单元201，用于连接第一变频器111，获取第一变频器的工作参数。

在本实施方式中，交互子单元201还用于连接第二变频器112，用于获取第二变频器112的工作参数，获取第二变频器112的工作参数可以随时第二变频器112的工作状态，从而获知用于模拟现场负载的第二电机102的工作情况。

在本实施方式中，交互子单元201还用于连接控制单元105，用于人工控制控制单元105，调整第二变频器112为第二电机102提供的工作状态，以使第二电机102模拟现场负载。交互子单元201还可以用于为控制单元105建立负载模型或建立测试数据的表格。

在本实施方式中，交互子单元201还用于为第一变频器111和第二变频器 112发送启停指令和配置参数。当第一电机101或第二电机102发生故障时可以在第一时间停止第一变频器111和第二变频器112为电机提供电能，确保对第一变频器111测试过程的安全进行。

通过上述对交互子单元201的设置，用户可通过交互子单元201，随时可读取所需的数据及信息，并可方便的对各种输出量及参数进行设定，不仅操作方便，还不需要为测试进行过多准备，此外，变频器测试系统200还可以快速反复启动测试，大幅度提高测试效率。

信号子单元201，连接控制单元105，用于获取环境信息，并基于环境信息生成控制信号。信号子单元201将获取的环境信息转换成相应的模拟信号或者数字信号，并整合为一个控制信号，将控制信号传输给控制单元105，信号子单元201向控制单元105传输控制信号可采用一路通信的方式或多路通信的方式。

与现有技术相比，本实用新型实施方式在现场负载的环境下对被测变频器完成性能测试，在对变频器进行测试的过程中，用户可通过交互子单元，随时可读取所需的数据及信息，并可方便的对各种输出量及参数进行设定，不仅操作方便，还不需要为测试进行过多准备，此外，变频器测试系统还可以快速反复启动测试，大幅度提高测试效率。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各单元均为逻辑单元，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本实用新型的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本实用新型所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本实用新型第三实施方式涉及一种变频器测试方法，具体包括以下步骤：

执行步骤301，提供变频器测试系统，变频器测试系统，包括：

驱动电机和负载电机，驱动电机与负载电机以电机对拖的方式进行连接；驱动电机用于连接第一变频器，第一变频器作为测试变频器；第二变频器，作为负载变频器连接负载电机；处理模块，连接第二变频器，用于获取环境信息，并基于环境信息调整第二变频器为负载电机提供的工作状态，还用于连接第一变频器，获取第一变频器的工作参数。

执行步骤302，采集环境信息，且基于环境信息，生成控制信号。

具体地，采集环境信息，并将获取的转换成相应的模拟信号或者数字信号，并整合为一个控制信号，控制信号的传输可采用一路通信的方式或多路通信的方式进行。

执行步骤303，基于控制信号调整第二变频器为负载电机提供的工作状态，在负载电机的负载对拖电机的条件下，驱动电机用于对第一变频器进行性能测试。

基于控制信号调整第二变频器为负载电机提供的工作状态，以使负载电机用于模拟现场负载，包括：基于控制信号，通过预设负载模型或查表拟合的方式输出一个控制指令；基于控制指令调整所述第二变频器为所述负载电机提供的工作状态。

具体地，解析控制信号获取现场测试数据，预先设置有特征数据表，将解析获取的现场测试数据，通过查表拟合的方式，输出一个负载转矩，并将输出的负载转矩转化成第二变频器将为负载电机提供的电能信号，即输出一个控制指令，基于控制指令调整负载电机提供的工作状态，使负载电机以生成的负载转矩运行，从而模拟现场负载。

或者，预设有预设负载模型，预设负载模型包括：风机负载模型、水泵负载模型或起重机、电梯等位能型负载模型。将接受到的控制信号(控制信号包括电机转速信号、模拟量信号或数字量信号。)输入到预设负载模型中，预设负载模型输出一个负载转矩，并将输出的负载转矩转化成第二变频器将为负载电机提供的电能信号，即输出一个控制指令，基于控制指令调整负载电机102提供的工作状态，使负载电机在以负载转矩运行，从而模拟现场负载。

在负载电机的负载对拖电机的条件下，驱动电机用于对第一变频器进行性能测试。

具体地，若应用于模拟风机、水泵等负载；根据风机或水泵的负载特征，第二变频器需要输出的反向转矩与负载电机的转速成正比。

此时，负载电机以速度模式运行，处理模块通过编码器获取负载电机的转速，处理模块通过预设最大输出转矩限值、输出力矩限值、转速转化比例系数以及工作制控制第二变频器输出零速，通过输出力矩限值控制负载电机模拟负载。

或者，处理模块通过无速度传感器矢量控制获取负载电机的转速，处理模块通过预设最大转矩、转矩与转速转化比例系数以及工作制控制负载电机模拟负载。

具体地，若应用于模拟起重机、电梯等位能型负载。处理模块通过无速度传感器矢量控制获取负载电机的转速，并根据实际测试获取的负载电机的实时速度、目标速度、负载、加速度等数据，整理成数据表，存放于处理模块中，处理模块实时从表格里拟合出的实时转矩，第二变频器通过控制负载电机以实时转矩进行运作，从而模拟现场负载。

上面各种步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

由于第一或第二实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第一或第二实施方式互相配合实施。第一或第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第一或第二实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一或第二实施方式中。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施方式，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种变频器测试系统，其特征在于，包括：

驱动电机和负载电机，所述驱动电机与所述负载电机以电机对拖的方式进行连接；

所述驱动电机用于连接第一变频器，所述第一变频器作为测试变频器；

第二变频器，作为负载变频器连接所述负载电机；

处理模块，连接所述第二变频器，用于获取环境信息，并基于所述环境信息调整所述第二变频器为所述负载电机提供的工作状态，还用于连接所述第一变频器，获取所述第一变频器的工作参数。

2.根据权利要求1所述的变频器测试系统，其特征在于，所述处理模块包括：

采集单元，用于获取环境信息，并基于所述环境信息生成控制信号；

所述采集单元还连接所述第一变频器，获取所述第一变频器的工作参数；

控制单元，连接所述采集单元和所述第二变频器，基于所述控制信号调整所述第二变频器为所述负载电机提供的工作状态。

3.根据权利要求2所述的变频器测试系统，其特征在于，所述采集单元连接所述第二变频器，获取所述第二变频器的工作参数。

4.根据权利要求2所述的变频器测试系统，其特征在于，所述控制单元或所述处理模块集成在所述第二变频器中。

5.根据权利要求2所述的变频器测试系统，其特征在于，所述变频器测试系统还包括控制装置，所述控制单元或所述处理模块集成在所述控制装置中。

6.根据权利要求2所述的变频器测试系统，其特征在于，所述采集单元包括：

交互子单元，连接所述第一变频器，获取所述第一变频器的工作参数；

信号子单元，连接所述控制单元，用于获取环境信息，并基于所述环境信息生成所述控制信号。

7.根据权利要求6所述的变频器测试系统，其特征在于，所述交互子单元连接所述控制单元，用于人工控制所述控制单元，调整所述第二变频器为所述负载电机提供的工作状态。

8.根据权利要求6所述的变频器测试系统，其特征在于，所述交互子单元连接所述第二变频器，获取所述第二变频器的工作参数。

9.根据权利要求8所述的变频器测试系统，其特征在于，所述交互子单元还用于为所述第一变频器和所述第二变频器发送启停指令和配置参数。

10.根据权利要求1-9任一所述的变频器测试系统，其特征在于，所述第二变频器为四象限变频器。

Images